삼성 AI·차세대 메모리 특허 1위 올랐지만… 중국은 AI 추론 칩에서 3배 앞서

삼성전자가 최근 5년간 인공지능(AI) 반도체 구조 설계 특허 1194건을 출원해 글로벌 1위에 올랐다.

글로벌 지식재산권 분석기업 아나콰(Anaqua)는 9월 1일(현지시각) 발표한 '2026 반도체 산업 특허 보고서'를 통해 이 조사 결과를 공개했다. 메모리 반도체 강점을 바탕으로 AI 핵심 칩 분야로 영역을 넓히는 삼성전자와, 정부 지원을 받는 연구소·대학을 앞세워 AI 연산 칩 특허를 쏟아내는 중국의 물량 공세가 맞물리며 글로벌 반도체 기술 경쟁이 새 국면을 맞고 있다.


아나콰는 자체 분석 플랫폼 어클레임IP를 활용해 5년간 전 세계 반도체 특허 71만 3755건을 분석했다. 이 기간 일반 반도체 특허 출원이 78% 늘어난 반면, AI 기술과 반도체가 결합한 융합 분야 특허는 114% 급증했다. 반도체 기업들의 연구개발 역량이 AI 연산 칩 개발로 빠르게 집중되는 흐름이다.
삼성전자는 AI 칩의 두뇌 격인 아키텍처(구조 설계) 분야에서 1194건을 출원해 선두를 차지했다. 필수 부품인 고대역폭메모리(HBM) 특허 출원에서도 107건으로 1위를 기록했다. 모바일과 서버를 아우르는 자체 신경망처리장치(NPU)와 프로세싱인메모리(PIM) 기술을 꾸준히 축적한 결과다.

인텔은 AI 아키텍처에서 967건으로 2위, HBM에서 23건으로 3위에 머물렀다. 토니 엔짐(Toni Njim) 아나콰 최고제품책임자는 "AI는 반도체 혁신을 유도하는 수준을 넘어 기술 설계 체계를 직접 규정하고 있다"고 분석했다.


중국 정부 산하 기관과 국책 연구소, 대학들이 출원한 AI 추론용 칩 특허는 5387건에 달했다. 2위에 오른 삼성전자(1897건)의 세 배에 육박하는 물량이다. 인텔은 792건으로 8위에 자리했다. 중국은 무어스레드와 무시 같은 현지 팹리스 스타트업의 출원에 힘입어 그래픽처리장치(GPU) 특허 순위에서도 3위로 올라섰다. 미국의 반도체 수출 규제에 대응해 자체 칩 자급력을 확보하려는 노력이 반영됐다.

엔비디아는 GPU 명칭이 들어간 반도체 특허 출원이 49건에 그쳐 7위에 머물렀다. 추론 칩 특허 순위도 15위에 머물렀다. 보고서는 엔비디아가 보유 특허 수량은 적지만 2006년 구축한 자체 개발 플랫폼 '쿠다(CUDA)'를 중심으로 한 강력한 소프트웨어 생태계로 시장 주도권을 지켜내고 있다고 진단했다.

IBM은 AI 융합 특허 794건으로 기초 원천 기술에 집중했다. 퀄컴은 데이터센터용 가속기를 앞세워 AI 아키텍처 출원 건수를 5년 전 대비 186% 늘렸다.

중국의 AI 추론 칩 특허 집중은 향후 중국 내 데이터센터의 칩 국산화율을 끌어올려 한국산 메모리와 시스템 반도체의 중화권 판로를 제한하는 변수가 될 수 있다. 한국 반도체 업계는 강점인 첨단 HBM을 글로벌 빅테크의 맞춤형 칩과 결합하는 설루션 역량을 확대해야 하는 입장이다.

다만 특허 출원 수량이 곧바로 시장 경쟁력으로 이어지는 것은 아니다. 미국 상무부의 첨단 반도체 제조 장비 수출 통제가 이어지는 상황에서 중국의 설계 특허가 고성능 칩의 실제 양산 수율로 연결되지 못한다면, 특허 물량 우위가 글로벌 시장 점유율 확대로 이어지는 경로는 차단된다.

향후 관건은 중국의 설계 기술이 상용 칩의 양산 성공으로 이어질 수 있는지 여부와 이에 맞선 한국 진영의 차세대 패키징 결합 속도다.


김주원 글로벌이코노믹 기자 park@g-enews.com